工控機是工業(yè)控制計算機的簡稱。

　　工控機一般是使用在環(huán)境特殊的工業(yè)場景，會運行在高溫、低溫、潮濕，鹽霧、灰塵、電磁干擾的惡劣環(huán)境中，所以工控機在出廠前都會針對性做強化設(shè)計，工控機多采用金屬外觀，結(jié)構(gòu)上有三防設(shè)計、電氣性能和防護指標(biāo)都對應(yīng)提高。工控機是工業(yè)控制領(lǐng)域采用計算機進行控制的硬件載體。

　　工控機的分類

　　1、4U工控機

　　4U工控機指：高度為4U而采用ATX架構(gòu)的19英寸上架式工控機。

　　U是一種表示服務(wù)器外部尺寸的單位，是unit的縮略語，詳細(xì)的尺寸由美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)所決定。 之所以要規(guī)定服務(wù)器的尺寸，是為了使服務(wù)器保持適當(dāng)?shù)某叽缫员惴旁阼F質(zhì)或鋁質(zhì)的機架上。機架上有固定服務(wù)器的螺孔，以便它能與服務(wù)器的螺孔對上號，再用螺絲加以固定好，以方便安裝每一部服務(wù)器所需要的空間。

　　規(guī)定的尺寸是服務(wù)器的寬(48.26cm=19英寸)與高(4.445cm的倍數(shù))。由于寬為19英寸，所以有時也將滿足這一規(guī)定的機架稱為“19英寸機架”。厚度以4.445cm為基本單位。1U就是4.445cm，2U則是1U的2倍為8.89cm。

　　所謂“1U的PC服務(wù)器”，就是外形滿足EIA規(guī)格、厚度為4.445cm的產(chǎn)品。設(shè)計為能放置到19英寸機柜的產(chǎn)品一般被稱為機架服務(wù)器。4U工控機在工業(yè)控制領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

　　2、BOX PC(無風(fēng)扇工控機)

　　一般稱為無風(fēng)扇工控機。

　　無風(fēng)扇工控機由于體積小、無風(fēng)扇、免維護，其適用面更廣泛，得益于芯片制程的演進和CPU性能的提升，小體積的無風(fēng)扇工控機在功能和性能上完全能夠替代4U工控機，從而廣泛的應(yīng)用在工控機的各種場景。

　　隨著時代的發(fā)展，無風(fēng)扇工控機也進行了演變。傳統(tǒng)的工業(yè)控制一般對性能沒有太高的要求，處理下位機的控制信號與傳感器信息，主要考驗工控機的可靠性而不是性能。因此很多4U工控機和無風(fēng)扇工控機實際運行在輕載低功耗的模式。

　　隨著邊緣計算的興起，工控機在邊緣側(cè)需要承擔(dān)圖像、視頻信號的處理，甚至做一定程度的訓(xùn)練推理運算。這類機器視覺工控機通常會把計算機性能發(fā)揮到極致，功耗也會大幅度提升，因此加強散熱的有風(fēng)扇工控機出現(xiàn)了。

　　與4U工控機不同，這樣的工控機散熱氣流不會經(jīng)過主板(PCBA)，因此潮濕帶導(dǎo)電顆粒的氣流不會導(dǎo)致主板短路或者其他電氣部件損壞。而模塊化風(fēng)扇可以在不打開機殼的情況下，更換風(fēng)扇，在提升性能的同時使得維護簡便。

　　3、工業(yè)平板(人機界面)

　　工業(yè)平板電腦是工業(yè)設(shè)備上常見的工業(yè)控制計算機。

　　類似帶屏幕的商用一體機，不過工業(yè)平板電腦更多的是注重在不同環(huán)境下的安全性、穩(wěn)定性。為人機界面和生產(chǎn)流程控制提供了優(yōu)秀的解決方案。

　　與一般商用電腦不同，工業(yè)平板電腦系列產(chǎn)品根據(jù)環(huán)境特點，具備堅固、防震、防潮、防塵、耐高溫多插槽和易于擴充等特點，是各種工業(yè)控制和自動化領(lǐng)域中其它各種應(yīng)用的硬件載體。此類工業(yè)平板可以作為工業(yè)看板使用，也可以嵌入自動化設(shè)備作為人機界面，根據(jù)功能的不同，選用不同的處理器、搭配不同尺寸的屏幕，安裝不同的工業(yè)軟件。

　　4、強固型工控機

　　專為適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，在計算機設(shè)計時，對影響計算機性能的各種因素，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、電氣特性和機械物理結(jié)構(gòu)等，采取相應(yīng)加強與加固措施的計算機。

　　其特點是：具有較強的環(huán)境適應(yīng)性、高可靠性和高可維護性，較強的實時處理能力，系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，專用軟件的開發(fā)是其應(yīng)用的關(guān)鍵。

　　工控主板的分類

　　工控主板是應(yīng)用于工業(yè)場合的主板，被工業(yè)電腦所采用，根據(jù)需求可以適應(yīng)惡劣環(huán)境，可以長時間高負(fù)荷工作等。

　　工業(yè)主板的組件雖與商業(yè)主板的組件非常相似。但是兩者卻具有很多不同點。關(guān)鍵區(qū)別在于其工業(yè)主板的設(shè)計與驗證的理念。通常的工控機需要在惡劣環(huán)境中7x24小時工作達5到10年之久，同時會在伴有高溫、低溫、潮濕，灰霾、電磁干擾復(fù)雜的環(huán)境中，所以工控機在出廠前都會做對應(yīng)的設(shè)計。

　　相對于消費類電子0~40 °C的工作范圍，工業(yè)級的元器件需在-40 °C到+85 °C的寬溫范圍內(nèi)運行，而車規(guī)級器件有更高的要求。

　　1、工業(yè)模板(ATX、ITX)

　　工業(yè)母板也有分別為ATX、ITX規(guī)格，主要用于4U工控機等上架式工控機，工業(yè)主板消除了商用主板上一些不必要的附加組件，增加了必要的工業(yè)接口和擴展空間。

　　此外，由于工業(yè)主板的設(shè)計和采用的標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸，從長遠來看，其總體成本較低，因此更易于升級和維護。它們是專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計的，因此在設(shè)計和制造時要考慮到多功能性和耐用性，從而使其可靠性和耐用性足以持續(xù)數(shù)年。

　　2、3.5寸板/2.5寸板/5寸板等嵌入式單板

　　小型主板提供不同的尺寸以匹配眾多工業(yè)應(yīng)用。所以從Mini-ITX開始，還有3.5寸板/2.5寸板。小巧的尺寸，使得此類主板能夠直接嵌入一些工業(yè)設(shè)備，或者安裝到無風(fēng)扇工控機當(dāng)中。

　　3、計算模塊

　　3.1 COM是指Computer On Module。

　　COM Express規(guī)范是PICMG制定的模塊計算機規(guī)范(也稱COM.0)。COM Express有時簡寫作COM-E或COMe。符合COMe規(guī)范的主板稱為COMe模塊。COMe 有TYPE6、7、10等多種規(guī)范，TYPE6有緊湊型95*95mm、和基本型125*95mm兩種尺寸，Type 10為84*55mm，TYPE7與TYPE6尺寸一致，但是接口資源不同。

　　3.2 SMARC

　　SMARC是一種通用的小型計算機模塊定義，其目標(biāo)應(yīng)用是要求低功耗，低成本和高性能的應(yīng)用。

　　這些模塊通常使用與許多熟悉的設(shè)備(如平板電腦和智能手機)中使用的ARM SOC相似或相同的ARM SOC。也可以使用其他低功耗SOC和CPU，例如面向平板電腦的X86設(shè)備和其他RISC CPU。模塊的功率通常低于6W。

　　3.3 Qseven

　　該標(biāo)準(zhǔn)被稱為 Qseven，面向超便攜移動嵌入式處理器。不同于以前的 COM 標(biāo)準(zhǔn)，Qseven 專用于可滿足移動和超便攜移動應(yīng)用嚴(yán)格要求的低能耗應(yīng)用。

　　3.4 CPCI主板

　　CPCI主板和插卡式主板近似，也是主板和功能卡平行插入背板中使用。但CPCI主板上沒有金手指，采用更為可靠的CPCI連接器和背板連接，CPCI連接器采用壓接的方式與PCB連接，勉焊的設(shè)計具有更高的可靠性。6U主板上最多可以裝配5個CPCI連接器，3U主板最多可以裝配2個CPCI連接器。CPCI連接器的相對位置以及位置編號是固定的，分別為J1~J5。3U CPCI支持32位PCI總線，6U CPCI支持64位PCI總線。